在役机电设备安全保障信息化分析与实践

徐小力，杨申仲

（1.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192；2.中国机械工程学会设备与维修工程分会，北京 100192）

1 安全保障信息化发展趋势及意义

近年来，美国提出“再工业化战略”、德国提出“工业4.0”等工业发展战略，我国提出了“中国制造2025”，均集中体现了以信息化与产业融合发展为主要特征的新一轮科技革命和产业变革在全球范围内孕育兴起。信息化是当今世界经济社会发展和科学技术发展的大趋势，是使社会经济向高效、优质方向发展的助推动力，是国家社会经济建设重要战略决策之一，也是企业升级改造的必由之路。信息化建设的开展，是实现信息化促进工业化，以及工业化转向现代化的必由之路。

随着经济建设步伐的进一步加快，我国安全生产信息化工作领域安全生产监控、监管工作任务越来越繁重。国家安全监管总局提出了安全生产信息化工作的部署和要求，如《安全生产信息化建设管理暂行办法》，并成立了信息化工作领导小组。另外，在国家“金安”工程建设中，安全生产信息化工作也有体现。一系列的相关政策及工程加快了各级安全生产信息化建设，各级安全生产信息化应用水平也得到了全面提高，各项举措对创新监管模式、提升监管效率、实施科技兴安战略，以实现全面推进安全生产监管工作具有十分重要的意义[1-3]。

2 安全生产信息化建设的内涵与要素

以计算机和通信网络作为主体，实现安全生产工作的网络化、数字化、可视化、智能化是安全生产信息化建设的内涵，要素如下[4]。

（1）信息网络。以以人为本为理念，以先进信息技术为手段，建立较完善的数据交换共享机制。遵循科学合理、高效实用的原则建立安全生产信息共享平台，以促进信息数据和各级应用系统的共享，以及各种资源的有效利用与保存。

（2）信息资源。除生产、经营、安全科技、管理创新等一系列环节外，安全生产信息资源还面向政府、企业和个人。在实际开发应用过程中，切实可行的全过程管理方式除去信息采集、加工、发布外，还包括建立自下而上，数据共享的安全生产信息资源综合管理应用平台，以形成不同层级的信息资源采集、管理机制。

（3）信息化人才。为提高安全生产科技的发展水平，应构建包括国家安全生产专家组的完善的安全生产专家信息库；培育复合型的人才队伍，对从事安全工作的人员定期进行培训；建立安全生产信息化管理、研发队伍；制定对于安全生产科技发展有积极促进作用的安全生产信息化人才培训法规。

（4）信息技术应用。为全面推广先进适用技术，应由政府牵头组织并指导，以科研机构与高校为核心，建立并完善优良的技术咨询与服务平台，并继续加强相关安全技术的宣传力度。

（5）安全保障信息技术产业。着力研究核心应用技术，持续创新与吸收先进技术。为创造产业化发展的新格局，应提高各种信息化资源的整合应用水平。

（6）安全保障信息化政策法规及标准规范。开展安全保障政策法规体系建设，使其有较高实用性与较强可操作性，为实现安全保障信息化发展的建设提供安全技术标准体系及业务管理体系。

3 在役机电设备安全保障信息化的现状及问题分析

在役机电设备安全保障工作中，随着故障隐患排查、安全生产许可及执法等各类数据信息的不断增加，以往的安全监控、监管手段已经无法与新形势下安全工作的实际需求相适应。根据时代的发展，在役机电设备安全保障监控、监管工作中需要融入先进的网络技术、数据管理技术和物联网、云计算等计算机软件等技术手段，以探索新的安全监控管理方式与手段，进一步提高安全保障信息化水平，对推动监控日常化、提升监管工作效率和决策管理水平具有重要现实意义。

过去几年中，我国在役机电设备信息化取得了显著成效，设备安全保障信息化转型升级已经具备了一定基础，但仍存在一些问题，现状及问题分析涉及4个方面。

（1）有效开展了在役机电设备安全保障体系建设，为提高安全保障动态监管能力和水平以及日常监管效率提供了有力支持。设备运行安全监管信息平台及安全保障互联网站的建立，为安全保障信息的及时发布和安全保障法规的宣传起到了重要作用。但就整体来看，虽然安全保障信息化建设取得了一定成效，仍处于初步发展阶段，有些单位甚至还处于起步阶段，各级相关部门尚需高度重视在役机电设备安全保障信息化工作，加快安全保障信息化建设步伐。

（2）在役机电设备安全保障信息化发展不平衡。制约设备安全保障信息化工作开展的障碍仍然存在。如一些设备安全保障监管部门还未配备信息化专业技术人员，以致设置专门的信息化工作职能部门困难；一些企业信息基础设施建设欠缺，缺少对系统维护和设备更新的投入，不能保障日益增加的应用需求，难以实现设备信息的有效采集、交换与共享，难以发挥整体效用。

（3）信息化系统建设标准与数据规范仍需统一。在役机电设备安全保障信息系统建设的开发内容多，业务需求面广。在系统建设过程中，整体合力难以形成的主要原因是各级各单位缺乏相关建设标准及数据规范，以至于缺乏联系，自成体系，低水平重复投入较多。

（4）在役机电设备管理模式与信息技术支撑有待进一步融合。在利用信息化手段创新监管模式的方法上，仍需进一步提高认识，创新思维，避免受到传统模式的影响。

4 我国在役机电设备安全保障信息化的建议

信息化是提升在役机电设备安全保障的有效保障，我国设备安全保障信息化转型升级还需要进一步提上议事日程，相关工作包括3个方面。

（1）加快在役机电设备安全保障信息化的步伐。提高对设备安全保障信息化工作的认识，信息化是实现在役机电设备安全监管实时化及精细化的重要手段，是设备安全监管法治手段、行政手段、经济手段的重要补充，有利于设备安全监管体系的形成。健全组织机构建设，加强管理队伍建设力度，加强资金投入与保障，通过政府购买服务、培养专职安全员等方式解决人的问题，研究、探索信息化经费的持续稳定保障机制。

（2）加强研发、应用、推广关键技术。以降低现阶段存在的诸多的设备安全问题为导向，积极研究与开发设备安全保障网络化远程监控技术、在役关键机电设备安全运行保障技术，相关数据库、案例库、知识库，故障诊断及预警技术及智能分析技术、大数据分析挖掘及数据实时共享技术，并构建相关的设备安全保障平台及系统，如设备安全生产信息化平台、云存储系统、事故统计系统、设备安全保障专家库系统、安全监管监察系统等。

（3）提高在役机电设备安全保障信息化应用水平。通过产学研合作、研究项目的落地等方式开展设备安全保障信息化新技术、新系统的应用与推广。通过开展学术交流活动，进行设备安全生产信息化的新方法、新技术、新产品的推介，并发挥示范作用及辐射作用。

5 在役机电设备安全保障信息化技术研发的典型实践

安全生产的重要内容是在役机电设备的安全保障，尤其是大型、高端、关键设备，其运行状态的安全可靠性对生产、资源和环境产生重要影响。在国家自然基金项目及北京市重点研究计划的支持下，根据现代产业需求，从揭示设备运行状态发展趋势入手，提出在役机电设备运行服役中状态监测与故障预警的关键信息化技术，基于该技术的系统已应用于制造业等许多行业的多类型在役机电设备及企业集团关键在役机电设备群，在保障在役机电设备健康服役、预防安全事故、实现科学维修等方面发挥了重要作用。相关的信息化关键技术实现方式归纳如下：

（1）通过一系列信息处理手段解耦非故障变化的冗余信息，揭示故障发展演变的规律及特征，提高故障预警的可靠性。

（2）探索多源异构信息集成及融合的方式，获取理性信息熵，以提高故障预报的准确率。

（3）采用适于实时在线大数据处理的数字化、网络化、智能化、自动化等一系列现代化信息技术，构建远程在线故障预警中心，提高故障预警的时效性。

（4）建立档案库、图谱库、案例库及知识库等信息资源库及智能信息库；采用多预报模型、方法及自适应阈值选择及优化方式，实现智能决策。

（5）提取典型运行部件及关键部位的敏感趋势特征分量信息、敏感因子、敏感模型（模式）等，提高故障预警的针对性。

（6）研究信息网络集成技术，根据对象、环境及功能配置集成信息资源，实现多类型监测仪器集成研发、定制研发与调试。

6 结语

在有关国计民生的众多部门及行业中，在役机电设备状态监测及故障预警的信息化技术及相关系统的应用日趋广泛。在役机电设备运行服役中状态监测及故障预警的若干信息化关键技术，以及基于该技术的系统已应用于制造业等许多行业的多类型在役机电设备及企业集团关键在役机电设备群，在保障在役机电设备健康服役、预防安全事故、实现科学维修等方面发挥了重要作用。

[1]徐小力，吴国新，王立勇，谷玉海，左云波，王少红，陈涛，马超，蒋章雷，刘秀丽.机电装备测控及信息化技术的研发与应用[J].中国设备工程，2017，（S2）：245-249.

[2]徐小力.机电系统状态监测及故障预警的信息化技术综述[J].电子测量与仪器学报，2016，30（3）：325-332.

[3]徐小力.状态监测及故障预警：在役设备的安全保障[J].中国设备工程.2016，（5）：26-27.

[4]杜乐谊.安全生产信息化建设现状及对策研究[J].中国新通信，2012，14（11）：49-50.